package pri.zjy.array;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random;

/**
 * @author zhangjy
 * @description O(1) 时间插入、删除和获取随机元素。
 * <p>
 * 你必须实现类的所有函数，并满足每个函数的 平均 时间复杂度为 O(1) 。
 * <p>
 * 提示：
 * <p>
 * -231 <= val <= 231 - 1
 * 最多调用 insert、remove 和 getRandom 函数 2 * 105 次
 * 在调用 getRandom 方法时，数据结构中 至少存在一个 元素。
 * @date 2025/3/25 16:30
 */
public class RandomizedSet_380 {

    public static void main(String[] args) {
        RandomizedSet_380 randomizedSet380 = new RandomizedSet_380();
        randomizedSet380.insert(1);
        randomizedSet380.insert(2);
        randomizedSet380.remove2(2);
    }

    ArrayList<Integer> list;

    Map<Integer, Integer> map;

    Random random;

    public RandomizedSet_380() {
        list = new ArrayList<>();
        map = new HashMap<>();
        random = new Random();
    }

    public boolean insert(int val) {
        if (map.get(val) != null) {
            return false;
        }
        map.put(val, list.size());
        list.add(val);
        return true;
    }

    /**
     * 个人解法（错误），删除没有实现O(1)
     */
    public boolean remove(int val) {
        Integer index = map.get(val);
        if (index == null) {
            return false;
        }
        map.remove(val);
        // 删除如何保证O(1)？list.remove()时间复杂度为O(n)，如何处理删除为O(1)
        list.remove(index);
        return true;
    }

    /**
     * 官解：O(1)的删除；
     * <p>
     * list没有现成的API提供O(1)的删除，那么就自己实现；
     * <p>
     * 虽然仍然调用ArrayList.remove()，但由源码可知。删除数组最后一个元素时，时间复杂度为O(1)；只有删除其它位置元素时，才会调用System.arraycopy()，所以T(n) = O(n)。
     * <p>
     * 分析，list.remove()源码是根据下标删除，再复制元素；那么就自己去删除，再重新插入，把最后一个元素放到待删除的下标index，再将最后一个下标移除
     */
    public boolean remove2(int val) {
        Integer index = map.get(val);
        if (index == null) {
            return false;
        }
        // 将list最后一个元素移动到待删除下标
        int size = list.size();
        Integer last = list.get(size - 1);
        list.set(index, last);
        map.put(last, index);
        // 删除尾部元素
        list.remove(size - 1);
        map.remove(val);
        return true;
    }

    public int getRandom() {
        // 题目保证调用此方法时集合中至少存在一个元素，所以不用验证是否为空
        int i = random.nextInt(list.size());
        return list.get(i);
    }

}
